今年2月份，權(quán)威機(jī)構(gòu)高盛集團(tuán)發(fā)布了《VR/AR：下一個(gè)通用計(jì)算平臺(tái)》的詳細(xì)報(bào)告，其中列舉了最有可能率先實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的九大領(lǐng)域，教育作為其中之一，在結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行探索的道路上展現(xiàn)出了巨大的潛力。目前關(guān)于VR+教育的構(gòu)想和實(shí)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外均有不少機(jī)構(gòu)與企業(yè)正在嘗試，VR的介入做到了過(guò)去很多不可能做到的事情。
虛擬現(xiàn)實(shí)在教育方面的應(yīng)用究竟如何呢？結(jié)合國(guó)內(nèi)外的新聞，可以發(fā)現(xiàn)，教育方面的應(yīng)用雖然已經(jīng)陸續(xù)得到關(guān)注了，但是相對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)在游戲等方面的應(yīng)用，教育方面的應(yīng)用仍然太少了。
國(guó)際上虛擬現(xiàn)實(shí)的教育應(yīng)用
首先，從國(guó)際上來(lái)看，科技公司盯上教育市場(chǎng)不是一天兩天的事情了。Google和蘋(píng)果都在努力往學(xué)校賣(mài)設(shè)備和軟件，Google推便宜的Chromebook筆記本，蘋(píng)果在賣(mài)硬件的同時(shí)曾經(jīng)還想用iBooks取代教科書(shū)。不僅如此，去年，Google宣布了Expeditions Pioneer項(xiàng)目，向老師們提供所需的全部設(shè)備，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)帶領(lǐng)學(xué)生們展開(kāi)各種各樣的冒險(xiǎn)之旅，例如進(jìn)入海底或外太空等；隨后又與加州頂尖公立學(xué)校合作，免費(fèi)推廣虛擬現(xiàn)實(shí)的教室系統(tǒng)。
日本某地小學(xué)則與三星合作，利用Gear VR免費(fèi)為學(xué)生提供禮儀教學(xué)，在日本國(guó)內(nèi)引起虛擬現(xiàn)實(shí)教育的熱議。
當(dāng)前，將電子游戲用于教育有很大的潛力。知名模擬和教學(xué)游戲，例如《模擬城市》和Math Blaster已被應(yīng)用于美國(guó)的小學(xué)教育。又比如，近期，微軟除了給教師配置的教育工具類(lèi)應(yīng)用外，同時(shí)，增加了一項(xiàng)新的玩具--沙盒游戲Minecraft的教育版本，希望讓學(xué)生們上課玩游戲。以MindcraftEdu為例，這款工具通過(guò)三維環(huán)境幫助學(xué)生們探索吉薩大金字塔，以及理解最基本的電子工程原理。
相對(duì)于以往的給教師的教育工具，對(duì)于微軟來(lái)說(shuō)，用游戲來(lái)做教育是新的方法。在美國(guó)，人們對(duì)于能幫助學(xué)生學(xué)習(xí)的游戲的觀念正在改變，教育界也有不少人看好Minecraft給學(xué)生補(bǔ)充知識(shí)的能力，而微軟也想借助這款游戲?qū)⒂嗛喎⻊?wù)Office 365 Edition做起來(lái)。
此外，美國(guó)zSpace公司也是一家為VR教育提供解決方案的典型公司。zSpace由一臺(tái)單獨(dú)電腦和VR顯示器組成，并配備有觸控筆，幫助學(xué)生操縱虛擬3D物體，加強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)。
在這場(chǎng)教育VR+的盛宴里，連“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)鼻祖”也摩拳擦掌。比如，全球第一款VR顯示設(shè)備的發(fā)明者Tom Furness，近日啟動(dòng)了事業(yè)新階段--VR教育。Furness目前正在借助AR/VR應(yīng)用交流社區(qū)VirtualWorld Society建立VR內(nèi)容創(chuàng)造者和金融支持聯(lián)盟，把大眾的客廳變成教室。通過(guò)Virtual World Society訂閱用戶(hù)的支持，F(xiàn)urness希望建立基礎(chǔ)設(shè)施，以支持教育虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)。
那么，我們用虛擬現(xiàn)實(shí)能帶來(lái)怎樣的感受呢？署名為“IT之家”的作者撰文寫(xiě)到，“通過(guò)某些UGC（用戶(hù)制作內(nèi)容）平臺(tái)，我們可以初步看到，虛擬現(xiàn)實(shí)能帶來(lái)什么樣的教育體驗(yàn)。這些平臺(tái)支持除游戲以外，其他能帶來(lái)沉浸感的體驗(yàn)。在新平臺(tái)上，內(nèi)容制作者可以幫助學(xué)生了解，小鳥(niǎo)如何在自己的生態(tài)環(huán)境中生存（Bird Simulator），以及管理一家餐廳有多么復(fù)雜（Workat a Pizza Place）。數(shù)百家教學(xué)機(jī)構(gòu)利用Second Life向?qū)W生提供機(jī)會(huì)，在虛擬環(huán)境中參觀大學(xué)、訪問(wèn)名勝古跡�！�
有部分國(guó)外院校開(kāi)始使用VR技術(shù)。比如，國(guó)外一些高校利用VR技術(shù)吸引生源，推廣校園文化。位于美國(guó)佐治亞州的Savannah藝術(shù)設(shè)計(jì)院校成為第一個(gè)大規(guī)模使用VR技術(shù)的高校，錄制好校園介紹并寄給已被錄取但尚未入學(xué)的學(xué)生。
此外，位于加州圣何塞的科格斯韋爾大學(xué)（TheCogswell College）已經(jīng)正式開(kāi)辦VR和AR專(zhuān)業(yè)，該學(xué)校也成為全球首家創(chuàng)辦VR和AR行業(yè)人才認(rèn)證的高校。
高校的一些課程也加入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。據(jù)近期的新聞報(bào)道，一群來(lái)自加州大學(xué)戴維斯分校和洛杉磯分校的研究人員發(fā)明了一種可以應(yīng)用在教育領(lǐng)域的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過(guò)3D立體的方式展示地形圖沙盤(pán)。而這種基于“增大化現(xiàn)實(shí)”技術(shù)的沙盤(pán)甚至還可以讓參觀者用雙手來(lái)移動(dòng)山丘。
據(jù)悉，這套增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)沙盤(pán)的想法來(lái)自于想要給本科生進(jìn)行時(shí)間學(xué)習(xí)科學(xué)的目的，然后加州大學(xué)戴維斯分校的研究人員就開(kāi)發(fā)出了這種基于“增大化現(xiàn)實(shí)”技術(shù)的沙盤(pán)，隨后洛杉磯分校負(fù)責(zé)建立模型和教育示范實(shí)驗(yàn)室，將這項(xiàng)技術(shù)轉(zhuǎn)化為了成品。而這種方法可以讓學(xué)生們自己塑造景觀，團(tuán)隊(duì)希望可以利用這種沙盤(pán)讓學(xué)生更好地理解各種地形地貌，而不用親自到戶(hù)外去。
國(guó)內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)的教育運(yùn)用
目前，我國(guó)形成了以北京航空航天大學(xué)、清華大學(xué)、工業(yè)和信息化部電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、浙江大學(xué)等各大高校、研究院所和高科技公司聯(lián)合研究開(kāi)發(fā)制作，產(chǎn)學(xué)研密切結(jié)合的發(fā)展局面。
從國(guó)內(nèi)的企業(yè)來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)提出把VR技術(shù)應(yīng)用在教育領(lǐng)域的公司包括：新東方、百度、安妮股份、廈門(mén)創(chuàng)壹軟件等。其中，新東方和樂(lè)視在2015年已達(dá)成初步合作意向，雙方將在英語(yǔ)課堂實(shí)現(xiàn)VR教學(xué)；安妮股份也啟動(dòng)了虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目，以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開(kāi)發(fā)兒童教育產(chǎn)品；百度則計(jì)劃2017年在貧困山區(qū)的學(xué)校構(gòu)建一些VR教室。
同時(shí)，許多高校都在積極研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其應(yīng)用，并相繼建起了虛擬現(xiàn)實(shí)與系統(tǒng)仿真的研究室，將科研成果迅速轉(zhuǎn)化實(shí)用技術(shù)，如北京航空航天大學(xué)在分布式飛行模擬方面的應(yīng)用；浙江大學(xué)在建筑方面進(jìn)行虛擬規(guī)劃、虛擬設(shè)計(jì)的應(yīng)用；清華大學(xué)對(duì)臨場(chǎng)感的研究等都頗具特色；哈爾濱工業(yè)大學(xué)在人機(jī)交互方面的應(yīng)用。
從虛擬現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)來(lái)看，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以建立各種虛擬實(shí)驗(yàn)室，如地理、物理、化學(xué)、生物實(shí)驗(yàn)室等等，擁有傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室難以比擬的優(yōu)勢(shì)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立起來(lái)的虛擬實(shí)訓(xùn)基地，其“設(shè)備”與“部件”多是虛擬的，可以根據(jù)隨時(shí)生成新的設(shè)備。教學(xué)內(nèi)容可以不斷更新，使實(shí)踐訓(xùn)練及時(shí)跟上技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)生提供生動(dòng)、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，如建造人體模型、電腦太空旅行、化合物分子結(jié)構(gòu)顯示等，在廣泛的科目領(lǐng)域提供無(wú)限的虛擬體驗(yàn)，從而加速和鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程。虛擬現(xiàn)實(shí)的沉浸性和交互性，非常有利于學(xué)生的技能訓(xùn)練。包括軍事作戰(zhàn)技能、外科手術(shù)技能、教學(xué)技能、體育技能、汽車(chē)駕駛技能、果樹(shù)栽培技能、電器維修技能等各種職業(yè)技能的訓(xùn)練。
據(jù)媒體綜合報(bào)道，清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、上海交通大學(xué)等高等學(xué)府已在校內(nèi)建立了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，主要從事VR的科學(xué)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)。清華大學(xué)在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中，還增加了虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)的內(nèi)容。清華大學(xué)利用虛擬儀器構(gòu)建了汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)；北京師范大學(xué)教育部虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用工程研究中心就主要從事這項(xiàng)技術(shù)在文化遺產(chǎn)保護(hù)和醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，先后開(kāi)發(fā)了北京胡同虛擬現(xiàn)實(shí)游覽交互系統(tǒng)、秦兵馬俑陣列運(yùn)動(dòng)模擬、虛擬內(nèi)窺鏡等程序；華中理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院工程檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室將其虛擬實(shí)驗(yàn)室成果在網(wǎng)上公開(kāi)展示，供遠(yuǎn)程教育使用；復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)、廣州暨南大學(xué)等一批高校也開(kāi)發(fā)了一批新的虛擬儀器系統(tǒng)用于教學(xué)和科研。由上可知，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)雖然在國(guó)內(nèi)外的教育教學(xué)中有所應(yīng)用，但在我國(guó)教育中的使用僅局限于高校的研究性和探索性教學(xué)當(dāng)中，而對(duì)廣大普通大、中、小學(xué)生的普及則遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
未來(lái)展望
高盛曾作出預(yù)測(cè)，截至2025年，VR教育產(chǎn)值有望達(dá)到7億美元。并將覆蓋K-12和教學(xué)軟件領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)正在向商品化邁進(jìn)，圍繞VR 眼鏡、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）設(shè)備的商業(yè)潛能。專(zhuān)家認(rèn)為，VR技術(shù)很快能讓化學(xué)家們進(jìn)入微觀世界，浸沒(méi)在分子世界里。如此一來(lái)，從中學(xué)教學(xué)到藥物設(shè)計(jì)各方面都會(huì)受到影響。
進(jìn)入VR眼鏡時(shí)代，化學(xué)家不用再在電腦上對(duì)著二維屏幕設(shè)想三維結(jié)構(gòu)。虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，如Oculus Rift和HTC Vive的眼鏡，能通過(guò)立體顯示和頭部跟蹤技術(shù)，帶來(lái)直觀的全景畫(huà)面：由計(jì)算機(jī)生成的虛擬分子隨著人們頭部轉(zhuǎn)動(dòng)，自然地進(jìn)入視野。在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中能生成半浸沒(méi)式環(huán)境，將計(jì)算機(jī)圖像重疊顯示在用戶(hù)未被擋住的視域。
據(jù)技術(shù)咨詢(xún)公司CCS Insight預(yù)測(cè)，虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡只是剛開(kāi)始銷(xiāo)售，預(yù)計(jì)到2016年底達(dá)到近10億美元。這是第一代眼鏡，售價(jià)并不便宜：Oculus Rift是599美元，HTC Vive要799美元。按預(yù)測(cè)的勢(shì)頭，到2020年VR眼鏡和AR設(shè)備的出貨量將達(dá)到9600萬(wàn)套。研究人員認(rèn)為，這是輪到VR眼鏡出場(chǎng)的時(shí)代。
美國(guó)伊利諾伊大學(xué)理論與計(jì)算生物物理學(xué)集團(tuán)高級(jí)研究程序員約翰·E.斯通的團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)發(fā)分子可視化程序，他預(yù)測(cè)這波即將來(lái)到消費(fèi)市場(chǎng)的VR眼鏡浪潮是個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，就像第一批大量生產(chǎn)的汽車(chē)。
今后，化學(xué)家們?cè)谀硞�(gè)報(bào)告會(huì)上戴著VR眼鏡查看分子結(jié)構(gòu)，這一場(chǎng)景不難想象。斯通說(shuō)：“將要發(fā)生的是，我們從最初只用它來(lái)看東西，發(fā)展到用它來(lái)完成特定任務(wù)�！�
對(duì)于今后虛擬現(xiàn)實(shí)的教育領(lǐng)域的應(yīng)用，比爾·蓋茨在峰會(huì)上發(fā)表主題演講稱(chēng)，“VR視頻所帶來(lái)的沉浸感能夠讓那里的民眾更好地觀看并感知視頻內(nèi)容”。而這些“處于萌芽階段的內(nèi)容”讓他發(fā)現(xiàn)，VR很適合教育領(lǐng)域�！皩W(xué)校能夠激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在潛力和動(dòng)力，”蓋茨稱(chēng)：“如果我們可以借助（VR）實(shí)現(xiàn)引人入勝，那將是非常有價(jià)值的�！�
蓋茨認(rèn)為，VR將在教學(xué)設(shè)計(jì)和內(nèi)容研發(fā)等方面發(fā)揮重要作用�！癡R可以讓教學(xué)更具吸引力，”他說(shuō)：“虛擬現(xiàn)實(shí)可以增強(qiáng)帶入感，VR將在很多領(lǐng)域扮演重要角色，并且能抓住很多人的眼球�！�
盡管蓋茨對(duì)VR的未來(lái)很樂(lè)觀，但他也指出，并非所有的科目都適合轉(zhuǎn)化成VR內(nèi)容。蓋茨表示，數(shù)學(xué)和科學(xué)課程的“教學(xué)法”不會(huì)因?yàn)槿藗儼阉旁谝粋�(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)框架中而發(fā)生改變。如果教學(xué)內(nèi)容的動(dòng)畫(huà)元素過(guò)多，或者畫(huà)質(zhì)太過(guò)鮮艷，很可能會(huì)喧賓奪主，影響教學(xué)效果。
蓋茨相信，像谷歌Cardboard這樣的“低端”VR產(chǎn)品在普及方面能發(fā)揮重要的作用，因?yàn)槿藗儭盁o(wú)需漫長(zhǎng)的等待就能夠接觸和感受VR，”但他也強(qiáng)調(diào)，“像學(xué)校這樣的很多場(chǎng)所都需要共享的高端設(shè)備�！�
